消息队列基本概念

beyes

消息队列是一个存放在内核中的消息链表，每个消息队列由消息队列标识符标识。与管道不同的是，消息队列存放在内核中，只有在内核重启(操作系统重启)或显式地删除一个消息队列时，该消息队列才会被真正的删除。

操作消息队列时，需要用到一些数据结构，下面是几个重要的数据结构。

1、消息缓冲结构
向消息队列发送消息时，必须组成合理的数据结构。Linux 系统定义了一个模板数据结构 msgbuf:

#include <linux/msg.h>

/* message buffer for msgsnd and msgrcv calls */
struct msgbuf {
        long mtype;         /* type of message */
        char mtext[1];      /* message text */
};

上面结构体中的 mtype 字段代表消息类型。给消息指定类型，可以使得消息在一个队列中重复使用。mtext 字段指消息内容。

注意：mtext 虽然定义为 char 类型，但并不标识消息只能是一个字符，消息内容可以为任意类型，由用户根据需要定义，如下是自定义的一个消息结构：

struct sefdefbuf {
        long mtype;         
        struct student stu;
};

消息队列中的消息是受大小限制的，由 <linux/msg.h> 中的宏 MSGMAX 给出消息的最大长度。( #define MSGMAX  8192 )

2、msqid_ds 内核数据结构

Linux 内核中，每个消息队列都维护一个结构体 msqid_ds ，此结构体保存着消息队列当前的状态信息。该结构体定义在头文件 linux/msg.h 中，具体定义如下：

/* Obsolete, used only for backwards compatibility and libc5 compiles */
struct msqid_ds {
         struct ipc_perm msg_perm;
         struct msg *msg_first;          /* first message on queue,unused  */
         struct msg *msg_last;           /* last message in queue,unused */
         __kernel_time_t msg_stime;      /* last msgsnd time */
         __kernel_time_t msg_rtime;      /* last msgrcv time */
         __kernel_time_t msg_ctime;      /* last change time */
         unsigned long  msg_lcbytes;     /* Reuse junk fields for 32 bit */
         unsigned long  msg_lqbytes;     /* ditto */
         unsigned short msg_cbytes;      /* current number of bytes on queue */
         unsigned short msg_qnum;        /* number of messages in queue */
         unsigned short msg_qbytes;      /* max number of bytes on queue */
         __kernel_ipc_pid_t msg_lspid;   /* pid of last msgsnd */
         __kernel_ipc_pid_t msg_lrpid;   /* last receive pid */
};

msg_perm : 是一个 ipc_perm (定义在头文件 linux/ipc.h) 的结构，保存了消息队列的存取权限，以及队列的用户 ID、组 ID 等信息。
msg_first : 指向队列中的第一条消息。
msg_last : 指向消息队列中的最后一条消息。
msg_stime : 向消息队列发送最后一条消息的时间。
msg_rtime :  从消息队列取出最后一条消息的时间。
msg_cbytes : 消息队列中所有消息所占的字节数。
msg_qbytes : 消息队列的最大字节数。
msg_lspid : 向消息队列发送最后一条消息的进程 ID 。
msg_lrpid : 从消息队列读取最后一条消息的进程 ID 。

3、ipc_perm 内核数据结构

结构体 ipc_perm 保存着消息队列的一些重要信息，比如消息队列关联的键值，消息队列的用户 ID ，组 ID ，它定义在头文件 linux/ipc.h 中：

/* Obsolete, used only for backwards compatibility and libc5 compiles */
struct ipc_perm
{
        __kernel_key_t  key;
        __kernel_uid_t  uid;
        __kernel_gid_t  gid;
        __kernel_uid_t  cuid;
        __kernel_gid_t  cgid;
        __kernel_mode_t mode;
        unsigned short  seq;
};

几个主要字段的含义如下：

key : 创建消息队列用到的键值 key

uid : 消息队列的用户 ID 。
gid : 消息队列的组 ID 。
cuid : 创建消息队列的进程用户 ID  。
cgid : 创建消息队列的进程组 ID 。

关于消息队列的创建与读写：http://www.groad.net/bbs/read.php?tid-1124.html